1. LOS SISTEMAS DE COORDINACIÓN
Los animales, como cualquier organismo vivo, llevan a cabo la función de relación, que permite la supervivencia del individuo en un ambiente cambiante y para conseguirlo dispone de diferentes sistemas de coordinación.
Los sistemas de coordinación se encargan de que todas las funciones corporales se realicen de forma coordinada. Son el sistema nervioso y el sistema hormonal o endocrino que trabajan de forma conjunta y se encuentran tan estrechamente relacionados que el sistema neuroendocrino. La función de relación consiste en la captar información del medio (estímulos) y elaborar respuestas para adaptarse a los cambios del entorno. En este proceso intervienen los siguientes elementos:
Estímulos: cualquier cambio en el medio que pueda ser detectado. Pueden se físicos (radiaciones, temperatura, presión) o químicos (hormonas, fármacos…).
Receptores: estructuras que captan estímulos internos o externos.
Efectores: estructuras que producen respuestas (músculos, glándulas).
Transmisores: llevan la información entre receptores y efectores. Pueden ser señales eléctricas o sustancias químicas (neurotransmisores, hormonas).
Las respuestas de los sistemas de coordinación llevan a dos mecanismos:
Comportamiento: es el conjunto de respuestas nerviosas y hormonales ante estímulos procedentes del exterior.
Homeostasis: es el conjunto de respuestas nerviosas y hormonales ante estímulos internos, que sirve para regular el medio interno en unas condiciones más o menos constantes.
2. EL SISTEMA NERVIOSO
El sistema nervioso (SN) es una red compleja de comunicaciones. Su función es interpretar y almacenar la información recibida (estímulos) a través de los receptores transmitirla rápidamente a una neurona o célula especializada en dar respuestas (efectores: glándulas o células musculares). El componente de SN es el tejido nervioso compuesto por las neuronas, y las células glía (desempeñan funciones de apoyo a las neuronas).
2.1. EXCITABILIDAD NEURONAL
Se basa en la capacidad de captar estímulos externos o internos y de generar impulsos nerviosos, y también en el mantenimiento de un potencial de membrana.
2.1.1. POTENCIAL DE MEMBRANA O DE REPOSO
El potencial de membrana o reposo es la diferencia de potencial que puede medirse entre el interior o el exterior de la membrana plasmática. Las neuronas tienen voltaje (-70 Mv) generado por las cargas de distinto signo en los lados opuestos de la membrana plasmática. En el medio extracelular están los iones cargados positivamente (Na+), mientras el interior está cargado negativamente (iones Cl El potencial de membrana es la diferencia de potencial entre el exterior y el interior de la membrana plasmática (iones Cl- y proteínas con carga negativa); cuando el medio extracelular está equilibrado con el medio intracelular se dice que se alcanza el potencial en reposo o potencial de membrana.
DESPOLARIZACIÓN: POTENCIAL DE ACCIÓN
La presencia de un estímulo abre los canales de Na+ y cierra los de K+. Al entrar masivamente Na+, se alcanza el umbral de excitación, lo que provoca que el medio intracelular sea positivo. Cuando el potencial alcanza el valor de +40 mV, se da el potencial de acción (se genera un impulso nervioso que pasa de una neurona a otra).
2.1.3. REPOLARIZACIÓN
La repolarización consiste en recuperar el potencial de -70 mV. Se cierran los canales de Na+, se abren los de K+ y vuelve a actuar la bomba de Na+/K+. Durante la repolarización la neurona no reacciona y se dice que está en periodo refractario.
2.2. CONDUCTIVIDAD NEURONAL
El impulso nervioso ocasionado por el potencial de acción se transmite por toda la neurona, desde las dendritas hacia el axón y los botones sinápticos. Esto se consigue con la apertura y cierre sucesivo de los diferentes canales iónicos. La velociodad de propagación del impulso aumenta con el diámetro del axón y las neuronas mielinizadas, a esto se lo conoce como conducción saltatoria.
2.3. SINAPSIS
La sinapsis es la unión funcional entre dos neuronas o una neurona y un efector (músculo o glándula). Hay sinapsis eléctricas (el impulso nervioso pasa de una célula a otra libremente), y químicas, el potencial de acción se transmite neurotransmisores. Éstos se sintetizan en el soma y se almacenan en vesículas sinápticas de las terminaciones del axón, llamadas botones sinápticos. El potencial de acción, llega a los botones sinápticos (a través de la neurona presináptica) y allí se abren los canales de Ca+. La entrada de Ca+ (en los botones) provoca el vaciado de los neurotransmisores a la hendidura sináptica. Los neurotransmisores se adhieren a la membrana de la neurona postsináptica y provocan la apertura de sus canales iónicos:
•Si el neurotransmisor es excitador (acetilcolina, etc) se abren los canales de Na+.La entrada de Na+ en la neurona postsináptica da lugar a un potencial de excitación postsináptico (PEPS) que contribuye al potencial de acción. Y si el neurotransmisor es inhibidor (endorfinas, etc) se abren los canales de Cl-, que entra, o los de K+, que sale, lo que hiperpolariza la neurona y genera un potencial de inhibición postsináptico (PIPS).
El impulso nervioso ocasionado por el potencial de acción se transmite por toda la neurona, desde las dendritas hacia el axón y los botones sinápticos. Esto se consigue con la apertura y cierre sucesivo de los diferentes canales iónicos. La velociodad de propagación del impulso aumenta con el diámetro del axón y las neuronas mielinizadas, a esto se lo conoce como conducción saltatoria.
2.3. SINAPSIS
La sinapsis es la unión funcional entre dos neuronas o una neurona y un efector (músculo o glándula). Hay sinapsis eléctricas (el impulso nervioso pasa de una célula a otra libremente), y químicas, el potencial de acción se transmite neurotransmisores. Éstos se sintetizan en el soma y se almacenan en vesículas sinápticas de las terminaciones del axón, llamadas botones sinápticos. El potencial de acción, llega a los botones sinápticos (a través de la neurona presináptica) y allí se abren los canales de Ca+. La entrada de Ca+ (en los botones) provoca el vaciado de los neurotransmisores a la hendidura sináptica. Los neurotransmisores se adhieren a la membrana de la neurona postsináptica y provocan la apertura de sus canales iónicos:
•Si el neurotransmisor es excitador (acetilcolina, etc) se abren los canales de Na+.La entrada de Na+ en la neurona postsináptica da lugar a un potencial de excitación postsináptico (PEPS) que contribuye al potencial de acción. Y si el neurotransmisor es inhibidor (endorfinas, etc) se abren los canales de Cl-, que entra, o los de K+, que sale, lo que hiperpolariza la neurona y genera un potencial de inhibición postsináptico (PIPS).
2.4. EL SISTEMA NERVIOSO EN INVERTEBRADOS
En la evolución animal se aprecia una tendencia favorecida por la simetría bilateral. La simetría bilateral de la mayoría de los invertebrados favorece el proceso de cefalización que consiste en la acumulación ganglionar en la parte delantera del animal, formando la cabeza, donde se acumulan los principales receptores.
2.4.1. PORÍFEROS
En la evolución animal se aprecia una tendencia favorecida por la simetría bilateral. La simetría bilateral de la mayoría de los invertebrados favorece el proceso de cefalización que consiste en la acumulación ganglionar en la parte delantera del animal, formando la cabeza, donde se acumulan los principales receptores.
2.4.1. PORÍFEROS
Las esponjas sólo tienen grupos de neuronas dispersas y sin interconexión apenas.
2.4.2. CNIDARIOS
2.4.2. CNIDARIOS
Presentan un plexo nervioso, una red neuronal sencilla y extendida por todo el cuerpo. Lo usa para la contracción celular y captura de alimento.
2.4.3. EQUINODERMOS
2.4.3. EQUINODERMOS
Poseen simetría radial y un anillo de ganglios nerviosos (alrededor del esófago) de cada cual sale un cordón nervioso conectado con una red nerviosa superficial.
2.4.4. PLATELMINTOS Y NEMATODOS
2.4.4. PLATELMINTOS Y NEMATODOS
Sistema nervioso cordal. Existen ganglios cerebrales en la cabeza de los que parten cordones nerviosos que recorren todo el cuerpo.
2.4.5. ANÉLIDOS, MOLUSCOS Y ARTRÓPODOS
2.4.5. ANÉLIDOS, MOLUSCOS Y ARTRÓPODOS
Sistema nervioso ganglionar, lo que forma ganglios cerebrales dorsales que forman un anillo alrededor del esófago Este anillo se comunica con dos cordones nerviosos ventrales unidos por fibras transversales: cordón nervioso escaleriforme.
Anélidos: un par de ganglios conectados en cada segmento. SN con aspecto de escalera.
Moluscos: Los bivalvos tienen dos cordones con 3 a 5 pares de ganglios repartidos por todo el cuerpo. En los cefalópodos sólo hay un cordón y los ganglios se agrupan en una masa cerebral protegida por una cápsula gelatinosa.
Artrópodos: la cefalización aumenta, los ganglios cerebrales forman un cerebro con varias regiones.
2.5. EL SISTEMA NERVIOSO EN VERTEBRADOS
Los vertebrados tienen un SN más complejo. Su SN se divide en SNCentral (formado por el encéfalo y la médula espinal) y el SNPeriférico (formado por los nervios y los ganglios). Los vertebrados se caracterizan por tener un SN que está formado por un cordón nervioso hueco, que en su parte anterior se desarrolla y forma el encéfalo y el resto constituye a la médula espinal, que está unida al encéfalo por el tronco encefálico. El encéfalo se divide en tres regiones:
Anélidos: un par de ganglios conectados en cada segmento. SN con aspecto de escalera.
Moluscos: Los bivalvos tienen dos cordones con 3 a 5 pares de ganglios repartidos por todo el cuerpo. En los cefalópodos sólo hay un cordón y los ganglios se agrupan en una masa cerebral protegida por una cápsula gelatinosa.
Artrópodos: la cefalización aumenta, los ganglios cerebrales forman un cerebro con varias regiones.
2.5. EL SISTEMA NERVIOSO EN VERTEBRADOS
Los vertebrados tienen un SN más complejo. Su SN se divide en SNCentral (formado por el encéfalo y la médula espinal) y el SNPeriférico (formado por los nervios y los ganglios). Los vertebrados se caracterizan por tener un SN que está formado por un cordón nervioso hueco, que en su parte anterior se desarrolla y forma el encéfalo y el resto constituye a la médula espinal, que está unida al encéfalo por el tronco encefálico. El encéfalo se divide en tres regiones:
Prosencéfalo: o encéfalo anterior, que incluye al cerebro.
Mesencéfalo: o encéfalo medio.
Rombencéfalo: que incluye el cerebelo y el bulbo raquídeo.
3. RECEPTORES SENSORIALES
Los receptores sensoriales son células especializadas en captar estímulos. Los receptores detectan determinados tipos de energía (mecánica, térmica, química, electromagnética) y la convierten en impulsos nerviosos que las neuronas de los animales interpretan para percibir el mundo que les rodea. El número de receptores es limitado, los animales sólo pueden detectar una parte del mundo físico. Según de donde capten la información hay dos tipos de receptores: exterorreceptores e interorrecepectores. Además, según el tipo de energía que reciben los receptores se clasifican en: mecanorreceptores, termorreceptores, quimiorreceptores, magnetorreceptores, electrorreceptores y fotorreceptores.
Los receptores sensoriales son células especializadas en captar estímulos. Los receptores detectan determinados tipos de energía (mecánica, térmica, química, electromagnética) y la convierten en impulsos nerviosos que las neuronas de los animales interpretan para percibir el mundo que les rodea. El número de receptores es limitado, los animales sólo pueden detectar una parte del mundo físico. Según de donde capten la información hay dos tipos de receptores: exterorreceptores e interorrecepectores. Además, según el tipo de energía que reciben los receptores se clasifican en: mecanorreceptores, termorreceptores, quimiorreceptores, magnetorreceptores, electrorreceptores y fotorreceptores.
3.1. MECANORRECEPTORES
Perciben energía mecánica: presión (propiorreceptores y receptores táctiles), gravedad (estatorreceptores) o sonido (fonorreceptores).
3.1.1. Propiorreceptores: Mecanorreceptores internos que informan de la contracción muscular, la tensión de los tendones, la posición y el movimiento de articulaciones.
3.1.2. Receptores táctiles: En invertebrados, hay pelos táctiles repartidos por todo el cuerpo, llamados sensilias, que captan vibraciones y contacto. En vertebrados pelos táctiles (vibrisas), pero la mayoría de estos receptores están en la dermis y detectan frío, calor, dolor y presión, dando lugar al sentido del tacto.
3.1.3. Estatorreceptores: Detectan cambios en la gravedad y, por tanto, determinan la posición del cuerpo y el equilibrio. En invertebrados el estatorreceptor es un saco llamado estatocisto. En vertebrados los estatorreceptores del equilibrio se localizan en el oído interno, dentro del sáculo y el utrículo.
3.1.4. Fonorreceptores: Son receptores del sonido, vibraciones y variaciones de presión en el aire o el agua. Los más importantes son el oído y la línea lateral.
Perciben energía mecánica: presión (propiorreceptores y receptores táctiles), gravedad (estatorreceptores) o sonido (fonorreceptores).
3.1.1. Propiorreceptores: Mecanorreceptores internos que informan de la contracción muscular, la tensión de los tendones, la posición y el movimiento de articulaciones.
3.1.2. Receptores táctiles: En invertebrados, hay pelos táctiles repartidos por todo el cuerpo, llamados sensilias, que captan vibraciones y contacto. En vertebrados pelos táctiles (vibrisas), pero la mayoría de estos receptores están en la dermis y detectan frío, calor, dolor y presión, dando lugar al sentido del tacto.
3.1.3. Estatorreceptores: Detectan cambios en la gravedad y, por tanto, determinan la posición del cuerpo y el equilibrio. En invertebrados el estatorreceptor es un saco llamado estatocisto. En vertebrados los estatorreceptores del equilibrio se localizan en el oído interno, dentro del sáculo y el utrículo.
3.1.4. Fonorreceptores: Son receptores del sonido, vibraciones y variaciones de presión en el aire o el agua. Los más importantes son el oído y la línea lateral.
Oído: sólo está presente en animales capaces de emitir sonido. La localización en invertebrados es muy variable. En los vertebrados se sitúa a los lados de la cabeza y es muy complejo. Suele tener un oído externo, oído medio; y oído interno.
Línea lateral: Son tuberías de los costados del animal, llenas de líquido y con células sensoriales ciliadas que detectan las vibraciones del agua y la procedencia de las mismas. Ecolocación: algunos animales utilizan el sonido como un radar. Emiten sonidos cuyo eco les permite detectar presas u obstáculos incluso en la oscuridad. Es propio de murciélagos y delfines, por ejemplo. También lo tienen algunas aves que viven en cuevas (vencejos) y algunos mamíferos como el cachalote.
3.2. TERMORRECEPTORES
Detectan cambios de temperatura interna o externa. La respuesta puede ser un cambio fisiológico (homeostasis) o de comportamiento (letargo, migración). Las serpientes presentan detectores de temperatura (foseta loreal) para detectar a sus presas de sangre caliente.
3.3. MAGNETORRECEPTORES
Detectan el campo magnético terrestre y permiten la orientación durante las migraciones. Abejas, tortugas marinas, algunas aves y delfines presentan cristales de magnetita que usan como brújulas.
3.4. ELECTRORRECEPTORES
Receptores que perciben los campos eléctricos de músculos y nervios de otros animales. En los tiburones estos receptores se denominan ampollas de Lorenzini y les permite la comunicación y la detección de objetos en aguas con poca visibilidad.
3.5. QUIMIORRECEPTORES
Detectan sustancias químicas disueltas o gaseosas. Los más importantes son los órganos del gusto y el olfato.
Detectan cambios de temperatura interna o externa. La respuesta puede ser un cambio fisiológico (homeostasis) o de comportamiento (letargo, migración). Las serpientes presentan detectores de temperatura (foseta loreal) para detectar a sus presas de sangre caliente.
3.3. MAGNETORRECEPTORES
Detectan el campo magnético terrestre y permiten la orientación durante las migraciones. Abejas, tortugas marinas, algunas aves y delfines presentan cristales de magnetita que usan como brújulas.
3.4. ELECTRORRECEPTORES
Receptores que perciben los campos eléctricos de músculos y nervios de otros animales. En los tiburones estos receptores se denominan ampollas de Lorenzini y les permite la comunicación y la detección de objetos en aguas con poca visibilidad.
3.5. QUIMIORRECEPTORES
Detectan sustancias químicas disueltas o gaseosas. Los más importantes son los órganos del gusto y el olfato.
Olfato: detecta sustancias químicas a distancia, tanto en el aire como en el agua. Es el principal sentido del comportamiento social. Sirven para marcar territorios, establecer jerarquías, trazar senderos, atraer a la pareja sexual (feromonas), etc.
Gusto: detecta sustancias químicas por contacto. Muchos invertebrados tienen este sentido en patas, antenas y otras partes del cuerpo. Los vertebrados lo tienen en la boca. En mamíferos se halla sobre todo en la lengua, donde los receptores forman papilas gustativas de distinta forma y especializadas en diferentes sabores.
3.6. FOTORRECEPTORES
Los fotorreceptores son células sensibles a la luz gracias a pigmentos llamados rodopsinas. Estas células suelen agruparse formando la retina, la parte fotosensible del ojo u órgano de la visión. Básicamente, existen dos tipos de ojos: simples y compuestos.
3.6.1. OJOS SIMPLES:
Ocelo o mancha ocular: simples células sensibles en la superficie corporal. Se encuentra en cnidarios.
Ojo en copa: Las células fotorreceptoras se agupan formando así la retina, en la cual incide la luz. Carece de cristalino y solo detecta luces y sombras. Se encuentra en planarias.
Ojo vesicular: tiene córnea y cristalino gelatinoso, por lo que puede enfocar las imágenes. Aparece en anélidos y gasterópodos.
Ojo en cámara: Forma un globo ocular con tres capas: esclerótica (córnea) coroides y retina dónde se encuentran conos (visión diurna en colores, hay tres tipos según la longitud de onda: roja azul o amarilla a que sean sensibles los demás colores se perciben por combinaciones de estos tres) y bastones (visión nocturna en blanco y negro) y varias capas de neuronas que transmiten los impulsos al cerebro. Este tipo de ojo tiene otras estructuras como el cristalino una lente transparente que enfoca la imagen y el iris un órgano formado por músculos circulares que controla la entrada de la luz en el ojo a través de la pupila. Lo presentan los vertebrados y los moluscos cefalópodos.
3.6.2. OJOS COMPUESTOS
3.6. FOTORRECEPTORES
Los fotorreceptores son células sensibles a la luz gracias a pigmentos llamados rodopsinas. Estas células suelen agruparse formando la retina, la parte fotosensible del ojo u órgano de la visión. Básicamente, existen dos tipos de ojos: simples y compuestos.
3.6.1. OJOS SIMPLES:
Ocelo o mancha ocular: simples células sensibles en la superficie corporal. Se encuentra en cnidarios.
Ojo en copa: Las células fotorreceptoras se agupan formando así la retina, en la cual incide la luz. Carece de cristalino y solo detecta luces y sombras. Se encuentra en planarias.
Ojo vesicular: tiene córnea y cristalino gelatinoso, por lo que puede enfocar las imágenes. Aparece en anélidos y gasterópodos.
Ojo en cámara: Forma un globo ocular con tres capas: esclerótica (córnea) coroides y retina dónde se encuentran conos (visión diurna en colores, hay tres tipos según la longitud de onda: roja azul o amarilla a que sean sensibles los demás colores se perciben por combinaciones de estos tres) y bastones (visión nocturna en blanco y negro) y varias capas de neuronas que transmiten los impulsos al cerebro. Este tipo de ojo tiene otras estructuras como el cristalino una lente transparente que enfoca la imagen y el iris un órgano formado por músculos circulares que controla la entrada de la luz en el ojo a través de la pupila. Lo presentan los vertebrados y los moluscos cefalópodos.
3.6.2. OJOS COMPUESTOS
Aparecen en artrópodos. Están formados por multitud de unidades llamadas omatidios. cada omatidio capta una parte del campo visual del animal. Contiene una lente o faceta (formada por la córnea y un cono cristalino transparente). La lente dirige la luz a los fotorreceptores, llamados células retinianas. El cerebro integra todas las imágenes de los omatidios para dar una imagen en mosaico, pixelada, muy eficaz para detectar movimientos.
4. SISTEMA ENDOCRINO
El sistema hormonal o endocrino colabora con el nervioso en la función de relación y la coordinación. En animales está formado por un conjunto de glándulas endocrinas, que fabrican sustancias químicas llamadas hormonas, las cuales son vertidas a la sangre y actúan sobre células diana, con receptores apropiados para dichas hormonas. El sistema nervioso también produce un tipo especial de hormonas llamadas neurohormonas.
4.1. HORMONAS EN INVERTEBRADOS
En los invertebrados las hormonas regulan el crecimiento, la muda, la metamorfosis, la regeneración de tejidos y la reproducción. La mayoría son neurohormonas secretadas por el sistema nervioso.
Cnidarios: tienen hormonas para el crecimiento y la reproducción asexual por gemación. Anélidos: tienen neurohormonas que regulan la regeneración y la madurez sexual.
Moluscos: con neurohormonas para la reproducción y la puesta de huevos.
Artrópodos: tienen el endocrino más complejo y mejor estudiado. Fabrican neurohormonas y también hormonas auténticas.
Neurosecreción: a partir de glándulas cercanas al cerebro, como los cuerpos cardíacos y los cuerpos alados.
Secreción endocrina: la realiza la glándula protorácica, que segrega ecdisona, la hormona de la muda.
Neurosecreción: a partir de glándulas cercanas al cerebro, como los cuerpos cardíacos y los cuerpos alados.
Secreción endocrina: la realiza la glándula protorácica, que segrega ecdisona, la hormona de la muda.
4.1.1. FEROMONAS: Las feromonas son mensajeros químicos que se vierten al medio externo e influyen en el comportamiento de organismos de la misma especie. Pueden actuar de dos formas:
Expulsadas al aire: feromonas sexuales sirven para atraer a la pareja, trazas químicas para marcar una ruta (hormigas), etc.
Transmitidas por la boca: intervienen en la morfogénesis: el cambio de estructuras corporales. Las abejas reina, por ejemplo, segregan una feromona que, lamida por las obreras, las mantiene estériles, impide que creen nuevas reinas y las estimula en su labor.
4.2. HORMONAS EN VERTEBRADOS
Peces: el hipotálamo controla la acción de la hipófisis que mediante neurohormonas regula la función de los órganos sexuales. También una región de la médula segrega neurohormonas para la osmorregulación.
Anfibios: hipotálamo, hipófisis y gónadas sexuales.
Reptiles: las mismas que los anteriores y además células pancreáticas producen insulina
Aves: además de las anteriores, la epífisis o glándula pineal es sensible a los cambios de luz y el hipotálamo, al ser informado, regula actividades como las migraciones, el cambio de plumaje, la conducta reproductora, etc.
Mamíferos: la glándula pineal no recibe la luz directamente y está relacionada con los ritmos circadianos (día-noche).
5. EL SISTEMA LOCOMOTOR
El sistema locomotor permite el movimiento corporal y, en la mayoría de animales, requiere de un sistema muscular y un sistema esquelético. En los animales, el movimiento suele ser fundamental para su supervivencia y reproducción. Los músculos esqueléticos son los principales órganos de la movilidad. Pero necesitan apoyarse y conectarse mediante estructuras esqueléticas, como huesos, articulaciones, tendones, etc. El movimiento está controlado por el sistema nervioso mediante neuronas motoras. Las principales diferencias entre animales se deben al tipo de esqueleto que posean:
Invertebrados de cuerpo blando: suelen tener un esqueleto hidrostático, basado en la presión de los músculos sobre los líquidos internos.
Artrópodos: tienen un exoesqueleto (presenta protuberancias internas que sirven de anclaje a los músculos.)quitinoso o calcáreo, que les cubre el cuerpo.
Vertebrados: presentan un esqueleto interno cartilaginoso (condrictios) o, más habitual, óseo. Los huesos se unen entre sí mediante articulaciones con ligamentos. Además, se unen a los músculos mediante tendones.
Fuente: BioGeoVicioso
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